Разработка микроволнового керамического материала для С-диапазона

Abstract

В работе исследованы твёрдые растворы Ba1-xSrx(Zn1/3Nb2/3)O3 как перспективные высокодобротные керамические материалы для СВЧ-устройств С-диапазона. Определены оптимальные условия синтеза компонентов BZN и SZN в интервале температур 900 – 1100 °С и рассчитаны параметры элементарной ячейки. Получены и исследованы образцы керамики твердого раствора. Показано, что частичное замещение Ba2+ на Sr2+ (при x = 0,3–0,4) способствует достижению повышенной относительной плотности (97 %) и максимальной добротности материала. Установлено, что ключевой технологической проблемой при обжиге является интенсивное испарение оксида цинка (особенно в составах с высоким содержанием Ba2+), приводящее к росту пористости, снижению плотности и формированию примесных фаз. Для минимизации потерь цинка обжиг проводили с использованием засыпки из оксида цинка и того же порошка. Установлено, что оптимальным вариантом является засыпка из порошка того же состава, которая позволяет повысить плотность до 97 % и избежать образования поверхностных включений, снижающих добротность. Полученные результаты демонстрируют эффективность комбинированного подхода (допирование и оптимизация условий обжига) для создания керамики с улучшенными диэлектрическими характеристиками.